西班牙學(xué)者發(fā)現(xiàn)植物基因沉默的運(yùn)作

近日，國際**學(xué)術(shù)期刊《Genome biology》在線發(fā)表了西班牙塞維亞大學(xué)植物生物化學(xué)和光合作用學(xué)院Myriam Calonje Macaya研究團(tuán)隊(duì)的一篇研究論文，論文深入了解通過多梳家族蛋白(Polycomb)在植物介導(dǎo)的表觀遺傳之調(diào)控。 生物體的所有細(xì)胞在DNA中含有相同的信息，因此為了因應(yīng)不同細(xì)胞類型以及發(fā)育過程的不同階段，在某些特定時(shí)刻不必要的基因應(yīng)該被關(guān)閉，此過程稱為基因沉默。

Calonje博士說道：「當(dāng)種子產(chǎn)生時(shí)，大量基因被沉默直到植物長成需要活動以後基因才會呈現(xiàn)出來」。

基因的沉默狀態(tài)會被傳到子細(xì)胞，細(xì)胞記憶就此成立。在過程當(dāng)中由多梳家族蛋白(Polycomb)參與。這些蛋白分為兩組，即PRC1與PRC2，變動發(fā)生於其組織蛋白，并與DNA構(gòu)成染色質(zhì)。然而組織蛋白中的變動不會造成DNA 變化，卻會改變?nèi)旧|(zhì)的組織結(jié)構(gòu)，因此基因的表現(xiàn)也會受到影響。

染色質(zhì)介導(dǎo)的基因沉默作用於動物和植物。多梳家族蛋白首先於動物樣本發(fā)現(xiàn);PRC1透過單泛素化改變組織蛋白H2A，PRC2使組織蛋白H3產(chǎn)生組織蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶。基於透過動物實(shí)驗(yàn)得出的不同結(jié)果，過去十年以來科學(xué)家一直認(rèn)為植物上的組織蛋白PcG的作用機(jī)制與動物的機(jī)制十分相似，并將PRC2的甲基化作為PRC1的錨點(diǎn)，同時(shí)使H2A單泛素化。

Zhou、 Romero-Campero科學(xué)家與其他參與合作者，以野生型和突變植物研究基因的變動來證明上述的變動是否成立，但研究出來的結(jié)論為不成立。為了確定單泛素化的記號PRC2的作用是否為先決條件，還需要相反的機(jī)制才能使得大部分的基因被沉默。

. Calonje博士強(qiáng)調(diào)：「本研究的結(jié)果改變了十年以來的理論，該理論對於了解植物的多梳家族蛋白(Polycomb)產(chǎn)生不少誤解而導(dǎo)致研究員遭遇瓶頸」。

本研究使用的植物樣本為擬南芥(Arabidopsis thaliana)，不過專家主張研究的結(jié)果可適用於其他的植物上，將來可以發(fā)展生物技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)而改善植物的生理與發(fā)展。